DE102015216343A1 - Anode-cathode supply - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) für eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems mit einer Anodenversorgung (20) und einer Kathodenversorgung (30), welche mittels einer dazwischen angeordneten Überströmleitung (100/200/...) und durch ein Überströmventil (400) hindurch miteinander in eine Fluidkommunikation bringbar sind, wobei das Überströmventil (400) als ein NC-Überströmventil (400) ausgebildet ist, wobei in einem unbestromten Zustand des NC-Überströmventils (400) und bei einem ausgeglichenen Druckverhältnis am NC-Überströmventil (400) das NC-Überströmventil (400) geschlossen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zuführen oder eine Vorrichtung zur Zuführung eines Betriebsmediums (3), insbesondere von Wasserstoff (3), von einer Anode an eine Kathode einer Brennstoffzelle (10) eines Brennstoffzellensystems (1), bevorzugt eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, zeitlich beim und/oder zeitlich nach einem Abschalten der Brennstoffzelle (10). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem (1) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, oder ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug.The invention relates to an anode-cathode supply device (20, 30) for a fuel cell of a fuel cell system with an anode supply (20) and a cathode supply (30), which by means of an interposed overflow line (100/200 / ...) and by a Overflow valve (400) through each other in a fluid communication can be brought, wherein the spill valve (400) as an NC spill valve (400) is formed, wherein in a de-energized state of the NC overflow valve (400) and at a balanced pressure ratio at the NC spill valve (400) the NC overflow valve (400) is closed. Furthermore, the invention relates to a method for supplying or a device for supplying an operating medium (3), in particular hydrogen (3), from an anode to a cathode of a fuel cell (10) of a fuel cell system (1), preferably a vehicle, in particular an electric vehicle , temporally at and / or in time after a shutdown of the fuel cell (10). Moreover, the invention relates to a fuel cell system (1) for a vehicle, in particular an electric vehicle, or a vehicle, in particular electric vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung für eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zuführen oder eine Vorrichtung zur Zuführung eines Betriebsmediums, insbesondere von Wasserstoff, von einer Anode an eine Kathode einer Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems, bevorzugt eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, zeitlich beim und/oder zeitlich nach einem Abschalten der Brennstoffzelle. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, oder ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug. The invention relates to an anode-cathode supply device for a fuel cell of a fuel cell system of a vehicle, in particular of an electric vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for supplying or a device for supplying an operating medium, in particular hydrogen, from an anode to a cathode of a fuel cell of a fuel cell system, preferably a vehicle, in particular an electric vehicle, in time and / or in time after a shutdown of the fuel cell , Moreover, the invention relates to a fuel cell system for a vehicle, in particular an electric vehicle, or a vehicle, in particular an electric vehicle.

Eine Brennstoffzelle nutzt eine chemische Umsetzung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu Wasser zur Erzeugung elektrischer Energie. Hierfür enthält die Brennstoffzelle als eine Kernkomponente wenigstens eine sogenannte Membran-Elektroden-Einheit (englisch MEA für Membrane Electrode Assembly), welche ein Gefüge aus einer ionenleitenden, oft protonenleitenden, Membran und beidseitig an der Membran angeordneten Elektroden, einer Anode und einer Kathode, ist. Zudem können Gasdiffusionslagen (GDL) beidseitig der Membran-Elektroden-Einheit an den der Membran abgewandten Seiten der Elektroden angeordnet sein. A fuel cell uses a chemical reaction of a fuel with oxygen to water to generate electrical energy. For this purpose, the fuel cell contains as a core component at least one so-called membrane electrode assembly (MEA for Membrane Electrode Assembly), which is a microstructure of an ion-conducting, often proton-conducting, membrane and on both sides of the membrane arranged electrodes, an anode and a cathode , In addition, gas diffusion layers (GDL) can be arranged on both sides of the membrane-electrode assembly on the sides of the electrodes facing away from the membrane.

In der Regel wird die Brennstoffzelle durch eine Vielzahl von in einem Stapel (englisch Stack) angeordneter Membran-Elektroden-Einheiten gebildet, wobei sich deren elektrische Leistungen in einem Betrieb der Brennstoffzelle addieren. Zwischen den einzelnen Membran-Elektroden-Einheiten sind in der Regel Bipolarplatten, auch Flussfeldplatten genannt, angeordnet, welche eine Versorgung der Membran-Elektroden-Einheiten, also der Einzelzellen der Brennstoffzelle, mit den Betriebsmedien, den sogenannten Reaktanten, sicherstellen und üblicherweise auch einer Kühlung dienen. Zudem sorgen die Bipolarplatten für einen elektrisch leitfähigen Kontakt zu den Membran-Elektroden-Einheiten. In general, the fuel cell is formed by a plurality of stacked in a stack (English stack) membrane electrode assemblies, wherein add their electrical power in an operation of the fuel cell. Bipolar plates, also called flux field plates, are generally arranged between the individual membrane-electrode units, which ensure supply of the membrane-electrode units, that is to say the individual cells of the fuel cell, with the operating media, the so-called reactants, and usually also a cooling serve. In addition, the bipolar plates provide an electrically conductive contact to the membrane-electrode assemblies.

In einem Betrieb einer Einzelzelle wird der Brennstoff, ein sogenanntes Anoden-Betriebsmedium, insbesondere Wasserstoff (H2) oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch, über ein anodenseitig offenes Flussfeld den Bipolarplatten der Anode zugeführt, wo eine elektrochemische Oxidation von H2 zu 2H+ unter einer Abgabe von Elektronen (2e) stattfindet. Durch eine Membran beziehungsweise einen Elektrolyten hindurch, welche die Reaktionsräume gasdicht voneinander trennt und elektrisch isoliert, erfolgt ein wassergebundener oder wasserfreier Transport von Protonen (H+) aus einem Anodenraum heraus in einen Kathodenraum. Die an der Anode bereitgestellten Elektronen werden über eine elektrische Leitung und einen elektrischen Verbraucher (Elektromotor) der Kathode zugeleitet. In an operation of a single cell, the fuel, a so-called anode operating medium, in particular hydrogen (H 2 ) or a hydrogen-containing gas mixture, is supplied via an anode-side open flow field to the bipolar plates of the anode, where an electrochemical oxidation of H 2 to 2H + under a release of electrons (2e - ) takes place. Through a membrane or an electrolyte through which separates the reaction spaces gas-tight from each other and electrically isolated, takes place a water-bound or anhydrous transport of protons (H + ) from an anode compartment out into a cathode compartment. The electrons provided at the anode are fed via an electrical line and an electrical load (electric motor) of the cathode.

Der Kathode wird über ein kathodenseitig offenes Flussfeld der Bipolarplatten, ein sogenanntes Kathoden-Betriebsmedium, insbesondere Sauerstoff (O2) oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch, zum Beispiel Luft zugeführt, sodass eine Reduktion von O2 zu 2O2– unter einer Aufnahme von Elektronen stattfindet. Gleichzeitig reagieren im Kathodenraum gebildete Sauerstoffanionen (O2–) mit den durch die Membran hindurch transportierten Protonen unter einer Bildung von Wasser. The cathode is supplied via a cathode side open flow field of the bipolar plates, a so-called cathode operating medium, in particular oxygen (O 2 ) or an oxygen-containing gas mixture, for example air, so that a reduction of O 2 to 2O 2- takes place under a recording of electrons. At the same time, oxygen anions (O 2- ) formed in the cathode space react with the protons transported through the membrane to form water.

Um einen Brennstoffzellenstapel, nachfolgend hauptsächlich auch als Brennstoffzelle bezeichnet, mit Betriebsmedien zu versorgen, weist dieser einerseits eine Anodenversorgung und andererseits eine Kathodenversorgung auf. Die Anodenversorgung weist einen Anoden-Versorgungspfad für eine Zuführung des Anoden-Betriebsmediums in die Anodenräume der Brennstoffzelle hinein und einen Anoden-Abgaspfad zur Abführung eines Anoden-Abgases aus den Anodenräumen heraus auf. Analog weist die Kathodenversorgung einen Kathoden-Versorgungspfad für eine Zuführung des Kathoden-Betriebsmediums in die Kathodenräume der Brennstoffzelle hinein und einen Kathoden-Abgaspfad zur Abführung eines Kathoden-Abgases aus den Kathodenräumen heraus auf. In order to supply a fuel cell stack, hereinafter also referred to as fuel cell, with operating media, it has, on the one hand, an anode supply and, on the other hand, a cathode supply. The anode supply has an anode supply path for supplying the anode operating medium into the anode chambers of the fuel cell and an anode exhaust path for discharging an anode exhaust from the anode chambers. Analogously, the cathode supply has a cathode supply path for supplying the cathode operating medium into the cathode chambers of the fuel cell and a cathode exhaust gas path for discharging a cathode exhaust gas out of the cathode chambers.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf den in den 2 und 3 dargestellten Stand der Technik. In der Kathodenversorgung 30 kann die Kathode der Brennstoffzelle 10 mittels eines Absperrventils 310 im Kathoden-Versorgungspfad 31 und mittels eines Absperrventils 320 im Kathoden-Abgaspfad 32 von einer Umgebung 2 fluidmechanisch getrennt werden. Die Anodenversorgung 20 und die Kathodenversorgung 30 sind ferner mittels eines Spülventils (englisch Purge Valve) und eines Abscheiderventils in entsprechenden Leitungen zwischen der Anodenversorgung 20 und der Kathodenversorgung 30 fluidmechanisch verbindbar. The following statements refer to the in the 2 and 3 illustrated prior art. In the cathode supply 30 can the cathode of the fuel cell 10 by means of a shut-off valve 310 in the cathode supply path 31 and by means of a shut-off valve 320 in the cathode exhaust path 32 from an environment 2 be separated fluid mechanically. The anode supply 20 and the cathode supply 30 are also by means of a purge valve (English) and a Abscheiderventils in corresponding lines between the anode supply 20 and the cathode supply 30 fluidmechanically connectable.

Dabei ist in der 2 das Abscheiderventil 401 als ein NO-Überströmventil 401 – englisch NO für Normally Open, also ein Überströmventil, welches offen ist, wenn es nicht bestromt beziehungsweise angesteuert ist, das heißt zum Beispiel, dass die Brennstoffzelle ausgeschaltet ist – ausgebildet, um bei abgeschaltetem Brennstoffzellensystem 1 einen kritischen Überdruck beziehungsweise eine kritische Druckdifferenz zwischen der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle 10 zu vermeiden. Darüber hinaus wird mittels des NO-Überströmventils 401 Wasserstoff an die Kathode zum Schutz vor schädlichen Luft-Luft-Starts der Brennstoffzelle 10 geführt. It is in the 2 the separator valve 401 as a NO overflow valve 401 - English NO for Normally Open, so an overflow valve, which is open when it is not energized or driven, that is, for example, that the fuel cell is turned off - designed to be switched off with the fuel cell system 1 a critical overpressure or a critical pressure difference between the anode and the cathode of the fuel cell 10 to avoid. In addition, by means of the NO overflow valve 401 Hydrogen to the cathode for protection against harmful air-air starts of the fuel cell 10 guided.

Eine weitere Möglichkeit im Stand der Technik zum Vermeiden eines kritischen Überdrucks ist, das Ablassventil 401 als ein NO-Überströmventil 401 auszuführen, was in der 3 dargestellt ist, und einen Druckausgleich und eine Zuführung von Wasserstoff an die Kathode über das NO-Überströmventil 401 zu ermöglichen. Problematisch bei diesen beiden Lösungen ist, dass sich beim und zeitlich nach einem Abschalten der Brennstoffzelle ein Wasserstoff im fluidmechanisch abgesperrten Teil der Brennstoffzelle zwischen der Anode und der Kathode nicht homogen verteilt, da ein Strömen des Wasserstoffs nahezu ausschließlich über das entsprechende offene Ventil und nicht über die Membran der Brennstoffzelle erfolgt. Another possibility in the prior art to avoid a critical overpressure is the bleed valve 401 as a NO overflow valve 401 to do something in the 3 is shown, and a pressure equalization and a supply of hydrogen to the cathode via the NO spill valve 401 to enable. The problem with these two solutions is that when and after a shutdown of the fuel cell, a hydrogen in the fluid-mechanically shut off part of the fuel cell between the anode and the cathode is not homogeneously distributed, since a flow of hydrogen almost exclusively through the corresponding open valve and not over the membrane of the fuel cell takes place.

Die DE 10 2006 035 851 B4 offenbart ein Brennstoffzellensystem mit einem Anoden-Versorgungspfad und einem Kathoden-Versorgungspfad zur Versorgung einer Brennstoffzelle mit Wasserstoff und Luft. Ferner weist das Brennstoffzellensystem einen Anoden-Abgaspfad sowie einen Kathoden-Abgaspfad auf. Der Kathoden-Versorgungspfad ist mit dem Anoden-Versorgungspfad über eine Leitung und ein in der Leitung befindliches Luftzuführventil in eine Fluidkommunikation bringbar. Das Luftzuführventil wird für einen Anodenspülprozess geöffnet, sodass kathodenseitige Luft an eine Anodenseite der Brennstoffzelle gelangen kann. Findet kein Anodenspülprozess statt, ist das Luftzuführventil druckunabhängig geschlossen. The DE 10 2006 035 851 B4 discloses a fuel cell system having an anode supply path and a cathode supply path for supplying a fuel cell with hydrogen and air. Furthermore, the fuel cell system has an anode exhaust path and a cathode exhaust path. The cathode supply path is fluidly communicable with the anode supply path via a conduit and an air supply valve located in the conduit. The air supply valve is opened for an anode purging process, so that cathode-side air can reach an anode side of the fuel cell. If no anode rinsing process takes place, the air supply valve is pressure-independent closed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems sicher betreiben zu können, ohne dass die Brennstoffzelle zu Luft-Luft-Starts neigt. Dies soll mit einfachen Mitteln durchführbar sein, wobei sich beim und zeitlich nach einem Abschalten der Brennstoffzelle Wasserstoff in einem fluidmechanisch abgesperrten Teil der Brennstoffzelle zwischen einer Anode und einer Kathode der Brennstoffzelle homogen verteilen soll. Hierbei dürfen keine kritischen Druckdifferenzen zwischen der Anode und der Kathode auftreten. The invention has for its object to be able to safely operate a fuel cell of a fuel cell system without the fuel cell tends to air-air starts. This should be feasible with simple means, wherein during and after switching off the fuel cell, hydrogen should be distributed homogeneously in a fluid-mechanically shut-off part of the fuel cell between an anode and a cathode of the fuel cell. In this case, no critical pressure differences between the anode and the cathode may occur.

Die Aufgabe der Erfindung ist mittels einer Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung für eine Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems vorzugsweise durch ein Verfahren zum Zuführen eines Betriebsmediums mittels eines Brennstoffzellensystems für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, und/oder mittels eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung. The object of the invention is by means of an anode-cathode supply device for a fuel cell of a fuel cell system preferably by a method for supplying an operating medium by means of a fuel cell system for a vehicle, in particular an electric vehicle, and / or by means of a vehicle, in particular an electric vehicle, according to the independent Claims solved. Advantageous developments, additional features and / or advantages of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description.

Die erfindungsgemäße Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung umfasst eine Anodenversorgung und eine Kathodenversorgung, welche mittels einer dazwischen angeordneten Überströmleitung und durch ein Überströmventil hindurch miteinander in eine Fluidkommunikation bringbar sind, und das Überströmventil als ein NC-Überströmventil ausgebildet ist, wobei in einem unbestromten, das heißt einem nicht angesteuerten, Zustand des NC-Überströmventils und bei einem ausgeglichenen Druckverhältnis am NC-Überströmventil das NC-Überströmventil geschlossen ist. Mit dem Begriff „NC-Überströmventil“ oder „NC-Ventil“ wird ein im Normalzustand geschlossenes Ventil bezeichnet (englisch: normally closed). The anode-cathode supply device according to the invention comprises an anode supply and a cathode supply, which can be brought into fluid communication with one another by means of an overflow line arranged therebetween and through an overflow valve, and the overflow valve is designed as an NC overflow valve, that is to say in a non-energized, that is a non-driven, state of the NC overflow valve and a balanced pressure ratio at the NC overflow valve, the NC overflow valve is closed. The term "NC overflow valve" or "NC valve" refers to a normally closed valve (English: normally closed).

Das heißt bevorzugt auch, dass das NC-Überströmventil bei einer am NC-Überströmventil anliegenden Druckdifferenz schließt (Schließdruckdifferenz) und/oder geschlossen ist, welche (deutlich) unterhalb (unkritische Druckdifferenz) einer für die Brennstoffzelle kritischen Druckdifferenz zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung liegt. Die Brennstoffzelle selbst ist hierbei ausgeschaltet oder gerade dabei ausgeschaltet zu werden. Ferner befindet sich das Überströmventil an oder in der Überströmleitung. This also preferably means that the NC overflow valve closes (closing pressure difference) and / or closes at a pressure difference applied to the NC overflow valve which is (clearly) below (uncritical pressure difference) a critical pressure difference between the anode supply and the cathode supply for the fuel cell , The fuel cell itself is turned off or just turned off. Furthermore, the overflow valve is located on or in the overflow line.

In Ausführungsbeispielen ist das NC-Überströmventil derart ausgebildet, dass das NC-Überströmventil bei einer Druckdifferenz am NC-Überströmventil öffnet (Öffnungsdruckdifferenz), welche unterhalb beziehungsweise etwas unterhalb einer für die Brennstoffzelle kritischen Druckdifferenz zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung liegt. In Ausführungsbeispielen beträgt die (unkritische) Druckdifferenz, bei welchem das NC-Überströmventil frühestens öffnet (Öffnungsdruckdifferenz), ca. 97,5%, ca. 95%, ca. 92,5%, ca. 90%, ca. 85%, ca. 80%, ca. 75%, ca. 70%, ca. 65%, ca. 60% oder ca. 50% ±1–2% der kritischen Druckdifferenz. In exemplary embodiments, the NC overflow valve is designed such that the NC overflow valve opens at a pressure difference at the NC overflow valve (opening pressure difference), which is below or slightly below a critical pressure difference between the anode supply and the cathode supply for the fuel cell. In exemplary embodiments, the (uncritical) pressure difference at which the NC overflow valve opens at the earliest (opening pressure difference) is about 97.5%, about 95%, about 92.5%, about 90%, about 85%, about 80%, about 75%, about 70%, about 65%, about 60% or about 50% ± 1-2% of the critical pressure difference.

Die Schließdruckdifferenz liegt dabei jeweils bevorzugt geringfügig darunter, das heißt die Öffnungsdruckdifferenz des Überströmventils ist geringfügig größer oder gleich der Schließdruckdifferenz des Überströmventils. Generell gilt, dass die kritische Druckdifferenz größer oder etwas größer als die Öffnungsdruckdifferenz (Öffnungsüberdruck) ist, welche ihrerseits etwas größer oder im Wesentlichen gleich der Schließdruckdifferenz (Schließüberdruck) ist, wobei die Schließdruckdifferenz bis Null (Fluidüberdruck an der Kathode oder kein Fluidüberdruck) und darunter (Fluidüberdruck an der Anode) gehen kann. The closing pressure difference is in each case preferably slightly below that, ie the opening pressure difference of the overflow valve is slightly greater than or equal to the closing pressure difference of the overflow valve. In general, the critical pressure difference is greater than or slightly greater than the opening pressure differential, which in turn is slightly greater than or substantially equal to the closing pressure differential, the closing pressure differential being zero (fluid over pressure at the cathode or no fluid overpressure) and below (Fluid pressure at the anode) can go.

In Ausführungsbeispielen ist das NC-Überströmventil derart ausgebildet, dass das NC-Überströmventil bei einem anodenseitigen Fluiddruck öffnet, welcher über einem kathodenseitigen Fluiddruck liegt, wobei eine Druckdifferenz zwischen dem anodenseitigen Fluiddruck und dem kathodenseitigen Fluiddruck unterhalb beziehungsweise etwas unterhalb der kritischen Druckdifferenz für die Brennstoffzelle liegt. In embodiments, the NC spill valve is configured such that the NC spill valve opens at an anode-side fluid pressure that is above a cathode-side fluid pressure, with a pressure difference between the anode-side fluid pressure and the cathode-side fluid pressure below or below is below the critical pressure difference for the fuel cell.

Das heißt, dass, bei einem Annähern der Druckdifferenz (Öffnungsdruckdifferenz) am NC-Überströmventil an die kritische Druckdifferenz, Fluid durch die Überströmleitung und das Überströmventil hindurch von der Anodenversorgung zur Kathodenversorgung strömt und somit ein wenigstens teilweiser Druckausgleich hergestellt wird. Eine dadurch erreichbare unkritische Druckdifferenz an der Brennstoffzelle beziehungswiese die Schließdruckdifferenz zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung liegt bevorzugt deutlich unterhalb der für die Brennstoffzelle kritischen Druckdifferenz. Hierbei sind wiederum oben genannte Werte für die unkritische Druckdifferenz beziehungswiese die Schließdruckdifferenz, wie zum Beispiel 75% der kritischen Druckdifferenz, zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung anwendbar. That is, as the pressure difference (opening pressure difference) on the NC spill valve approaches the critical pressure difference, fluid flows through the overflow line and the spill valve from the anode supply to the cathode supply, thus producing at least partial pressure equalization. An uncritical pressure difference on the fuel cell which can be achieved thereby, or the closing pressure difference between the anode supply and the cathode supply, is preferably well below the critical pressure difference for the fuel cell. Again, the above-mentioned values for the uncritical pressure difference or the closing pressure difference, such as 75% of the critical pressure difference, between the anode supply and the cathode supply are again applicable.

In Ausführungsbeispielen ist die Überströmleitung ferner als eine Abscheiderleitung, eine Spülleitung oder eine anderweitige Leitung ausgebildet, wobei die Überströmleitung in die Anodenversorgung und in die Kathodenversorgung mündet. Solch eine Überströmleitung kann auch als eine Abströmleitung bezeichnet werden. Ferner ist in Ausführungsbeispielen die Überströmleitung derart vorgesehen, dass diese innerhalb eines von einer Umgebung fluidmechanisch isolierbaren Bereichs der Kathodenversorgung in die Kathodenversorgung mündet, wobei die Überströmleitung entweder in einem Versorgungspfad der Kathodenversorgung oder in einem Abgaspfad der Kathodenversorgung mündet. Die Kathode der Brennstoffzelle ist dabei beispielsweise mittels zweier Stellglieder, insbesondere zweier Absperrventile, der Kathodenversorgung von der Umgebung fluidmechanisch isolierbar. In exemplary embodiments, the overflow line is furthermore designed as a separator line, a rinse line or another line, wherein the overflow line opens into the anode supply and into the cathode supply. Such an overflow line may also be referred to as an outflow line. Furthermore, in exemplary embodiments, the overflow line is provided in such a way that it opens into the cathode supply within a region of the cathode supply that is fluid-mechanically isolatable from an environment. The overflow line opens either in a supply path of the cathode supply or in an exhaust path of the cathode supply. The cathode of the fuel cell is fluid-mechanically isolatable from the environment, for example by means of two actuators, in particular two shut-off valves, the cathode supply.

Bevorzugt sind die Anodenversorgung und die Kathodenversorgung ferner mittels einer dazwischen angeordneten Fluidleitung und durch ein Ventil hindurch miteinander in eine Fluidkommunikation bringbar. Das Ventil ist bevorzugt als ein NC-Ventil ausgebildet, wobei in einem unbestromten, das heißt nicht angesteuerten, Zustand des NC-Ventils und bei einem ausgeglichenen Druckverhältnis am NC-Ventil, das NC-Ventil geschlossen ist. Insbesondere ist eine Schließkraft des NC-Ventils größer als eine Schließkraft des NC-Überströmventils. The anode supply and the cathode supply can furthermore be brought into fluid communication with one another by means of a fluid line arranged therebetween and through a valve. The valve is preferably designed as an NC valve, wherein in a de-energized, that is not actuated, state of the NC valve and a balanced pressure ratio at the NC valve, the NC valve is closed. In particular, a closing force of the NC valve is greater than a closing force of the NC relief valve.

Hierbei ist vorausgesetzt, dass das NC-Ventil und das NC-Überströmventil miteinander vergleichbar sind, was insbesondere die beteiligten Ventilsitzdurchmesser, Durchflussquerschnitte etc. betrifft. Ist dies nicht der Fall, so muss für eine Vergleichbarkeit der beiden Ventile entsprechend umgerechnet werden. Das heißt bevorzugt auch, dass das NC-Ventil bei einer am NC-Ventil anliegenden Druckdifferenz schließt und/oder geschlossen ist, welche oberhalb der für die Brennstoffzelle kritischen Druckdifferenz zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung liegt. In this case, it is assumed that the NC valve and the NC overflow valve are comparable with one another, which relates in particular to the valve seat diameters, flow cross sections, etc. involved. If this is not the case, it must be converted accordingly for a comparability of the two valves. This also preferably means that the NC valve closes and / or closes when there is a pressure difference across the NC valve which is above the critical pressure difference between the anode supply and the cathode supply for the fuel cell.

Bevorzugt sind hierbei die Fluidleitung beziehungsweise das NC-Ventil und die Überströmleitung beziehungsweise das NC-Überströmventil parallel geschaltet. Ferner kann sich das Ventil an oder in der Fluidleitung befinden. Ist die Überströmleitung zum Beispiel als eine Abscheiderleitung ausgebildet, so kann die Fluidleitung als eine Spülleitung ausgebildet sein. Umgekehrt kann die Fluidleitung zum Beispiel als eine Abscheiderleitung ausgebildet sein, wenn die Überströmleitung als eine Spülleitung ausgebildet ist. Natürlich ist für die Fluidleitung oder die Überströmleitung auch eine anderweitige Fluidverbindung zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung anwendbar. In this case, the fluid line or the NC valve and the overflow line or the NC overflow valve are preferably connected in parallel. Furthermore, the valve may be located on or in the fluid line. If the overflow line is designed, for example, as a separator line, then the fluid line can be designed as a flushing line. Conversely, the fluid line may be formed, for example, as a separator line, when the overflow is designed as a purge line. Of course, another fluid connection between the anode supply and the cathode supply can also be used for the fluid line or the overflow line.

In Ausführungsbeispielen ist das NC-Überströmventil derart ausgebildet, dass bei einem kathodenseitig niedrigeren Fluiddruck ein Ventilglied des NC-Überströmventils, abgesehen von einer anderweitig auf das Ventilglied wirkenden Kraft, von seinem Ventilsitz im NC-Überströmventil wegsaugbar beziehungsweise wegdrückbar ist. Ferner kann bei einem anodenseitig niedrigeren Fluiddruck das Ventilglied, abgesehen von einer anderweitig auf das Ventilglied wirkenden Kraft, auf seinen Ventilsitz hinsaugbar beziehungsweise hindrückbar sein. Hierbei ist das NC-Überströmventil bevorzugt derart ausgebildet, dass das Ventilglied von einem Elektromagneten direkt oder indirekt bewegbar beziehungsweise ansteuerbar ist. In embodiments, the NC overflow valve is designed such that at a cathode side lower fluid pressure, a valve member of NC overflow valve, apart from an otherwise acting on the valve member force wegsaugbar or wegdrückbar from its valve seat in NC overflow valve. Furthermore, in the case of an anode-side lower fluid pressure, the valve member, apart from a force that otherwise acts on the valve member, can be sucked or pushed onto its valve seat. Here, the NC overflow valve is preferably designed such that the valve member of an electromagnet is directly or indirectly movable or controllable.

Bevorzugt ist das Ventilglied in Richtung seines Ventilsitzes, also insbesondere in Richtung des anodenseitigen Fluiddrucks, mittels eines Energiespeichers, insbesondere einer (Spiral-)Druckfeder, mechanisch vorgespannt. Das heißt, für ein Öffnen des Ventilglieds muss der anodenseitige Fluiddruck neben dem kathodenseitigen Fluiddruck auch eine Kraft aus dem Energiespeicher kompensieren (Fluidüberdruck, Druckdifferenz). Mittels des Energiespeichers ist ein anodenseitiger Fluidüberdruck (gegenüber der Kathode) einstellbar, ab welchem das NC-Überströmventil öffnet und derart die Fluidkommunikation zwischen der Anode und der Kathode herstellt. Der anodenseitige Fluidüberdruck darf dabei die kritische Druckdifferenz nicht überschreiten beziehungsweise soll einer unkritischen Druckdifferenz (Öffnungsüberdruck entspricht ungefähr Schließüberdruck) entsprechen. Preferably, the valve member in the direction of its valve seat, ie in particular in the direction of the anode-side fluid pressure, by means of an energy storage device, in particular a (spiral) compression spring, mechanically biased. That is, for opening the valve member of the anode-side fluid pressure must also compensate for a force from the energy storage in addition to the cathode-side fluid pressure (fluid pressure, pressure difference). By means of the energy storage, an anode-side fluid overpressure (with respect to the cathode) is adjustable, from which the NC overflow valve opens and thus establishes the fluid communication between the anode and the cathode. The anode-side fluid overpressure must not exceed the critical pressure difference or should correspond to an uncritical pressure difference (opening overpressure corresponds approximately to closing overpressure).

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zuführen oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zuführung eines Betriebsmediums, insbesondere von Wasserstoff, von einer Anode an eine Kathode einer Brennstoffzelle eines Brennstoffzellensystems, bevorzugt eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, zeitlich beim und/oder zeitlich nach dem Abschalten der Brennstoffzelle, wird beziehungsweise ist eine Fluidkommunikation durch eine Überströmleitung zwischen einer Anodenversorgung und einer Kathodenversorgung des Brennstoffzellensystems hindurch aktiv im Wesentlichen vollständig verhindert beziehungsweise verhinderbar, wobei die Fluidkommunikation zwischen der Anodenversorgung und der Kathodenversorgung passiv im Wesentlichen ausschließlich durch eine Membran der Brennstoffzelle hindurch erfolgt. In the inventive method for supplying or by means of the device according to the invention for supplying an operating medium, in particular hydrogen, from an anode to a cathode of a fuel cell of a Fuel cell system, preferably a vehicle, in particular an electric vehicle, at time and / or time after switching off the fuel cell, is or is a fluid communication through an overflow between an anode supply and a cathode supply of the fuel cell system through active substantially completely prevented or prevented, wherein the fluid communication passively occurs substantially exclusively through a membrane of the fuel cell between the anode supply and the cathode supply.

Unter ‚aktiv’ soll hierbei verstanden sein, dass ein Stellmittel, insbesondere ein Ventil selbsttätig schließt und derart die Überströmleitung fluidmechanisch blockiert. Ferner bilden die Anodenversorgung und die Kathodenversorgung eine Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung. Ein Verhindern der Fluidkommunikation kann durch ein in/an der Überströmleitung befindliches NC-Überströmventil erfolgen. Hierbei schließt in einem unbestromten, das heißt einem nicht angesteuerten Zustand des NC-Überströmventils und bei einer am NC-Überströmventil anliegenden Schließdruckdifferenz, das NC-Überströmventil selbstständig. Die Schließdruckdifferenz liegt dabei unterhalb beziehungsweise etwas unterhalb einer kritischen Druckdifferenz für die Brennstoffzelle. Under, active 'should be understood here that an actuating means, in particular a valve closes automatically and thus blocks the overflow fluid-mechanically. Furthermore, the anode supply and the cathode supply form an anode-cathode supply device. Prevention of the fluid communication can be done by an NC overflow valve located in / on the overflow line. In this case, the NC overflow valve closes automatically in a de-energized, that is to say a non-controlled state of the NC overflow valve and in the case of a closing pressure difference applied to the NC overflow valve. The closing pressure difference is below or slightly below a critical pressure difference for the fuel cell.

Das heißt auch, dass im unbestromten Zustand des NC-Überströmventils und bei einem ausgeglichenen Druckverhältnis am NC-Überströmventil, das NC-Überströmventil geschlossen ist. Hierbei ist wiederum obig Gesagtes zur unkritischen und/oder kritischen Druckdifferenz sowie zur Öffnungsdruckdifferenz (Öffnungsüberdruck) und/oder Schließdruckdifferenz (Schließüberdruck) am NC-Überströmventil anwendbar. In Ausführungsbeispielen ist die Überströmleitung in einer erfindungsgemäßen Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung vorgesehen. This also means that in the de-energized state of the NC overflow valve and with a balanced pressure ratio at the NC overflow valve, the NC overflow valve is closed. Here again, what has been said about the uncritical and / or critical pressure difference as well as the opening pressure difference (opening overpressure) and / or closing pressure difference (closing overpressure) can be applied to the NC overflow valve. In exemplary embodiments, the overflow line is provided in an anode-cathode supply device according to the invention.

Gemäß der Erfindung ergibt sich eine Kombination einer Funktion eines automatischen NC-Überströmventils mit einem bereits vorhandenen Ventil (Spülventil, Abscheiderventil etc.) im Brennstoffzellensystem; das heißt, es sind kein extra Ventil, entsprechende Anschlüsse und gegebenenfalls Leitungen dafür notwendig. Hierbei kann vorteilhafterweise auf ein NO-Ventil zwischen der Anode und der Kathode verzichtet werden. Durch die Erfindung ergibt sich eine homogene Verteilung von Wasserstoff in einem fluidmechanisch abgesperrten Teil der ausgeschalteten Brennstoffzelle zwischen einer Anode und einer Kathode, wobei keine kritischen Druckdifferenzen zwischen der Anode und der Kathode auftreten können. Ferner sind problematische Luft-Luft-Starts der Brennstoffzelle wirksam vermieden. According to the invention results in a combination of a function of an automatic NC overflow valve with an existing valve (purge valve, separator valve, etc.) in the fuel cell system; that is, there are no extra valve, appropriate connections and, if necessary, lines necessary. This can advantageously be dispensed with an NO valve between the anode and the cathode. The invention results in a homogeneous distribution of hydrogen in a fluid-mechanically shut off part of the switched-off fuel cell between an anode and a cathode, wherein no critical pressure differences between the anode and the cathode can occur. Furthermore, problematic air-air starts of the fuel cell are effectively avoided.

Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem oder ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weisen eine erfindungsgemäße Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung auf, und/oder durch das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem oder das erfindungsgemäße Fahrzeug ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zuführen eines Betriebsmediums durchführbar. Ferner kann das Brennstoffzellensystem oder das Fahrzeug eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuführung des Betriebsmediums aufweisen. An inventive fuel cell system or a vehicle according to the invention have an anode-cathode supply device according to the invention, and / or by the fuel cell system according to the invention or the vehicle according to the invention, a method according to the invention for supplying an operating medium can be carried out. Furthermore, the fuel cell system or the vehicle may have a device according to the invention for supplying the operating medium.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung näher erläutert. Elemente, Bauteile oder Komponenten, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung, der Bezugszeichenliste und den Patentansprüchen mit denselben Bezugszeichen versehen und/oder in den Figuren der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Mögliche, in der Beschreibung nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternativen, statische und/oder kinematische Umkehrungen, Kombinationen etc. zu den erläuterten Ausführungsbeispielen der Erfindung beziehungsweise einzelnen Baugruppen, Teilen oder Abschnitten davon, können der Bezugszeichenliste entnommen werden. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the accompanying schematic drawing. Elements, components or components which have an identical, univocal or analogous design and / or function are provided with the same reference symbols in the description of the figures, the list of reference numerals and the claims and / or are identified by the same reference symbols in the figures of the drawing. Possible, not explained in the description, not shown in the drawing and / or non-exhaustive alternatives, static and / or kinematic reversals, combinations, etc. to the illustrated embodiments of the invention or individual modules, parts or portions thereof, the reference numerals can be found ,

Sämtliche erläuterten Merkmale, auch die der Bezugszeichenliste, sind nicht nur in der angegebenen Kombination beziehungsweise den angegebenen Kombinationen, sondern auch in einer anderen Kombination beziehungsweise anderen Kombinationen oder in Alleinstellung anwendbar. Insbesondere ist es möglich, anhand der Bezugszeichen und den diesen zugeordneten Merkmalen in der Beschreibung der Erfindung, der Figurenbeschreibung und/oder der Bezugszeichenliste, ein Merkmal oder eine Mehrzahl von Merkmalen in der Beschreibung der Erfindung und/oder der Figurenbeschreibung zu ersetzen. Ferner kann dadurch ein Merkmal oder können eine Mehrzahl von Merkmalen in den Patentansprüchen ausgelegt, näher spezifiziert und/oder substituiert werden. In den Figuren der Zeichnung zeigen: All explained features, including those of the list of reference numerals, are applicable not only in the specified combination or the specified combinations, but also in a different combination or other combinations or in isolation. In particular, it is possible on the basis of the reference symbols and their associated features in the description of the invention, the description of the figures and / or the list of reference numerals, to replace a feature or a plurality of features in the description of the invention and / or the description of the figures. Furthermore, a feature or a plurality of features in the patent claims can thereby be designed, specified and / or substituted. In the figures of the drawing show:

1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Brennstoffzellensystems gemäß der Erfindung; 1 a simplified block diagram of a preferred embodiment of a fuel cell system according to the invention;

2 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung für eine Brennstoffzelle gemäß dem Stand der Technik, mit einer Abscheiderleitung als eine Überströmleitung; 2 a highly simplified block diagram of an anode-cathode supply device for a fuel cell according to the prior art, with a separator line as an overflow line;

3 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik, mit einer Spülleitung als eine Überströmleitung; 3 a highly simplified block diagram of an anode-cathode power supply device according to the prior art, with a purge line as an overflow line;

4 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung für eine Brennstoffzelle, mit einer Abscheiderleitung als eine Überströmleitung; 4 a highly simplified block diagram of a first embodiment of an anode-cathode supply device according to the invention for a fuel cell, with a separator line as an overflow line;

5 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung wiederum mit einer Abscheiderleitung als eine Überströmleitung; 5 a highly simplified block diagram of a second embodiment of the anode-cathode power supply device according to the invention in turn with a separator line as an overflow line;

6 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung, mit einer Spülleitung als eine Überströmleitung; 6 a highly simplified block diagram of a third embodiment of an anode-cathode power supply device according to the invention, with a purge line as an overflow line;

7 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung, wiederum mit einer Spülleitung als eine Überströmleitung; und 7 a highly simplified block diagram of a fourth embodiment of an anode-cathode power supply device according to the invention, again with a purge line as an overflow line; and

8 eine schematische und zentral geschnittene Ansicht durch ein an/in der Überströmleitung vorsehbares NC-Überströmventil. 8th a schematic and centrally sectioned view by an on / in the overflow vorsehbares NC relief valve.

Die Erfindung ist anhand von vier Ausführungsformen einer Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung 20, 30 für eine Brennstoffzelle 10 eines Brennstoffzellensystems 1 für ein Fahrzeug näher erläutert. Ferner ist die Erfindung anhand eines Verfahrens zum Zuführen beziehungsweise anhand einer Vorrichtung 20, 30 zur Zuführung eines Betriebsmediums 3, insbesondere von Wasserstoff 3, von einer Anode an eine Kathode der Brennstoffzelle 10 zeitlich beim und/oder zeitlich nach einem Abschalten der Brennstoffzelle 10 näher erläutert. The invention is based on four embodiments of an anode-cathode supply device 20 . 30 for a fuel cell 10 a fuel cell system 1 explained in more detail for a vehicle. Furthermore, the invention is based on a method for feeding or by means of a device 20 . 30 for supplying a working medium 3 , in particular of hydrogen 3 , from an anode to a cathode of the fuel cell 10 temporally at and / or in time after a shutdown of the fuel cell 10 explained in more detail.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen und/oder die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ist von grundlegenderer Natur, sodass sie auf sämtliche Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtungen sowie Verfahren zum Zuführen beziehungsweise Vorrichtungen zur Zuführung eines Betriebsmediums, zum Beispiel für stationäre Brennstoffzellensysteme, angewendet werden kann. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen können hieraus abgeleitet werden ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. However, the invention is not limited to such embodiments and / or the embodiments explained below, but is of a more fundamental nature, so that it applies to all anode-cathode power supplies and methods for supplying or operating medium supply means, for example for stationary fuel cell systems can be. Although the invention has been described and illustrated in detail by preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed embodiments. Other variations can be deduced therefrom without departing from the scope of the invention.

Die 1 zeigt ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Brennstoffzellensystem 1 ist bevorzugt Teil eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, welches bevorzugt einen Elektrotraktionsmotor aufweist, das beziehungsweise welcher durch das Brennstoffzellensystem 1 mit elektrischer Energie versorgbar ist. The 1 shows a fuel cell system 1 according to a preferred embodiment of the invention. The fuel cell system 1 is preferably part of a vehicle not shown in detail, in particular a motor vehicle or an electric vehicle, which preferably has an electric traction motor, which or by the fuel cell system 1 can be supplied with electrical energy.

Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst als eine Kernkomponente eine Brennstoffzelle 10 beziehungsweise einen Brennstoffzellenstapel 10, welche beziehungsweise welcher eine Vielzahl von in Stapelform angeordneten Brennstoffzellen (nachfolgend als Einzelzellen 11 bezeichnet) aufweist. Jede Einzelzelle 11 umfasst einen Anodenraum 12 und einen Kathodenraum 13, welche bevorzugt von einer ionenleitfähigen Polymerelektrolyt-Membran 14 räumlich und elektrisch voneinander getrennt sind (siehe Detailausschnitt der 1). Der Brennstoffzellenstapel 10 wird auch einfach als Brennstoffzelle 10 bezeichnet. The fuel cell system 1 includes as a core component a fuel cell 10 or a fuel cell stack 10 , Which or which a plurality of stacked fuel cells (hereinafter referred to as single cells 11 designated). Every single cell 11 includes an anode compartment 12 and a cathode compartment 13 , which preferably of an ion-conductive polymer electrolyte membrane 14 spatially and electrically separated from each other (see detail of the 1 ). The fuel cell stack 10 is also easy as a fuel cell 10 designated.

Die Anodenräume 12 und die Kathodenräume 13 weisen jeweils eine katalytische Elektrode (beide nicht dargestellt), das heißt eine Anode und eine Kathode, auf, welche jeweils eine Teilreaktion einer Brennstoffzellen-Umsetzung katalysieren. Die Anodenelektrode und die Kathodenelektrode weisen jeweils ein katalytisches Material, beispielsweise Platin, auf, das auf einem elektrisch leitfähigen Trägermaterial mit einer großen spezifischen Oberfläche, beispielsweise einem kohlenstoffbasierten Material, geträgert vorliegt. The anode rooms 12 and the cathode rooms 13 each have a catalytic electrode (both not shown), that is, an anode and a cathode, each catalyzing a partial reaction of a fuel cell reaction. The anode electrode and the cathode electrode each comprise a catalytic material, such as platinum, supported on an electrically conductive substrate having a large surface area, such as a carbon-based material.

Ein Gefüge aus einer Membran 14 und Elektroden wird auch als Membran-Elektroden-Einheit 11 bezeichnet. Zwischen zwei solchen Membran-Elektroden-Einheiten 11 ist ferner jeweils eine angedeutete Bipolarplatte 15 angeordnet, welche einer Zuführung von Betriebsmedien in die Anodenräume 12 und die Kathodenräume 13 dient und darüber hinaus eine elektrische Verbindung zwischen den Einzelzellen 11 realisiert. A structure of a membrane 14 and electrodes is also called a membrane-electrode unit 11 designated. Between two such membrane-electrode units 11 is also each an indicated bipolar plate 15 arranged, which a supply of operating media in the anode chambers 12 and the cathode rooms 13 serves and beyond an electrical connection between the individual cells 11 realized.

Zur Versorgung des Brennstoffzellenstapels 10 beziehungsweise der Brennstoffzelle 10 mit den Betriebsmedien 3, 5 weist das Brennstoffzellensystem 1 einerseits eine Anodenversorgung 20 und andererseits eine Kathodenversorgung 30 auf. To supply the fuel cell stack 10 or the fuel cell 10 with the operating media 3 . 5 has the fuel cell system 1 on the one hand, an anode supply 20 and on the other hand, a cathode supply 30 on.

Die Anodenversorgung 20 umfasst einen Anoden-Versorgungspfad 21, welcher einer Zuführung eines Anoden-Betriebsmediums 3, einem Brennstoff 3, beispielsweise Wasserstoff 3 oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch 3, in die Anodenräume 12 der Brennstoffzelle 10 dient. Zu diesem Zweck verbindet der Anoden-Versorgungspfad 21 einen Brennstoffspeicher 23 oder Brennstofftank 23 mit einem Anodeneinlass der Brennstoffzelle 10. Die Anodenversorgung 20 umfasst ferner einen Anoden-Abgaspfad 22, welcher ein Anoden-Abgas 4 aus den Anodenräumen 12 durch einen Anodenauslass der Brennstoffzelle 10 hindurch abführt. Ein aufgebauter Anoden-Betriebsdruck auf den Anodenseiten der Brennstoffzelle 10 ist bevorzugt mittels eines Stellmittels 24 im Anoden-Versorgungspfad 21 einstellbar. The anode supply 20 includes an anode supply path 21 , which is a supply of an anode operating medium 3 , a fuel 3 , for example hydrogen 3 or a hydrogen-containing gas mixture 3 , in the anode rooms 12 the fuel cell 10 serves. For this purpose, the anode supply path connects 21 a fuel storage 23 or fuel tank 23 with an anode inlet of the fuel cell 10 , The anode supply 20 further comprises an anode exhaust path 22 , which is an anode exhaust 4 from the anode chambers 12 through an anode outlet of the fuel cell 10 through. An established anode operating pressure on the anode side of the fuel cell 10 is preferably by means of an actuating means 24 in the anode supply path 21 adjustable.

Darüber hinaus weist die Anodenversorgung 20 bevorzugt eine Brennstoff-Rezirkulationsleitung 25 auf, welche den Anoden-Abgaspfad 22 mit dem Anoden-Versorgungspfad 21 fluidmechanisch verbindet. Eine Rezirkulation des Anoden-Betriebsmediums 3, also dem eigentlich bevorzugt zu tankenden Brennstoff, ist oft eingerichtet, um das zumeist überstöchiometrisch eingesetzte Anoden-Betriebsmedium 3 der Brennstoffzelle 10 zurückzuführen und zu nutzen. In der Brennstoff-Rezirkulationsleitung 25 ist bevorzugt ein weiteres Stellmittel 26 angeordnet, mit welchem eine Rezirkulationsrate einstellbar ist. Ferner kann zusätzlich oder alternativ in der Brennstoff-Rezirkulationsleitung 25 ein Verdichter 28 (siehe die 4 bis 7) vorgesehen sein. In addition, the anode supply points 20 preferably a fuel recirculation line 25 on which the anode exhaust path 22 with the anode supply path 21 fluid mechanically connects. A recirculation of the anode operating medium 3 , that is, the actually preferred fuel to be refueled, is often set up, the most over-stoichiometric anode operating medium 3 the fuel cell 10 to be returned and used. In the fuel recirculation line 25 is preferably a further adjusting agent 26 arranged, with which a recirculation rate is adjustable. Further, additionally or alternatively, in the fuel recirculation line 25 a compressor 28 (see the 4 to 7 ) be provided.

Die Kathodenversorgung 30 umfasst einen Kathoden-Versorgungspfad 31, welcher den Kathodenräumen 13 der Brennstoffzelle 10 ein sauerstoffhaltiges Kathoden-Betriebsmedium 5, bevorzugt Luft 5, zuführt, welche insbesondere aus der Umgebung 2 angesaugt wird. Die Kathodenversorgung 30 umfasst ferner einen Kathoden-Abgaspfad 32, welcher ein Kathoden-Abgas 6, insbesondere eine Abluft 6, aus den Kathodenräumen 13 der Brennstoffzelle 10 abführt und dieses gegebenenfalls einer Abgasanlage (nicht dargestellt) zuführt. The cathode supply 30 includes a cathode supply path 31 which is the cathode spaces 13 the fuel cell 10 an oxygen-containing cathode operating medium 5 , preferably air 5 , feeds, which in particular from the environment 2 is sucked. The cathode supply 30 further includes a cathode exhaust path 32 , which is a cathode exhaust 6 , in particular an exhaust air 6 , from the cathode rooms 13 the fuel cell 10 dissipates and optionally this an exhaust system (not shown) supplies.

Für eine Förderung und Verdichtung des Kathoden-Betriebsmediums 5 ist im Kathoden-Versorgungspfad 31 bevorzugt ein Verdichter 33 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Verdichter 33 als ein gegebenenfalls hauptsächlich elektromotorisch angetriebener Verdichter 33 ausgestaltet, dessen Antrieb mittels eines Elektromotors 34 oder eines Antriebs 34 erfolgt, der bevorzugt mit einer entsprechenden Leistungselektronik 35 ausgestattet ist. Bevorzugt ist der Verdichter 33 als ein elektrischer Turbolader (englisch ETC für Electric Turbo Charger) ausgebildet. Der Verdichter 33 kann ferner durch eine im Kathoden-Abgaspfad 32 angeordnete Turbine 36 mit gegebenenfalls variabler Turbinengeometrie unterstützend mittels einer gemeinsamen Welle (nicht dargestellt) angetrieben werden. Die Turbine 36 stellt einen Expander dar, welcher eine Expansion des Kathoden-Abgases 6 und somit eine Absenkung dessen Fluiddrucks bewirkt. For a promotion and compression of the cathode operating medium 5 is in the cathode supply path 31 preferably a compressor 33 arranged. In the illustrated embodiment, the compressor 33 as a possibly mainly electric motor driven compressor 33 designed, the drive by means of an electric motor 34 or a drive 34 takes place, preferably with a corresponding power electronics 35 Is provided. The compressor is preferred 33 as an electric turbocharger (English ETC for Electric Turbo Charger) formed. The compressor 33 can also be characterized by a in the cathode exhaust path 32 arranged turbine 36 with optional variable turbine geometry supportive means of a common shaft (not shown) are driven. The turbine 36 represents an expander, which is an expansion of the cathode exhaust gas 6 and thus causes a lowering of the fluid pressure.

Die Kathodenversorgung 30 kann gemäß der dargestellten Ausführungsform ferner ein Wastegate 37 beziehungsweise eine Wastegate-Leitung 37 aufweisen, welches beziehungsweise welche den Kathoden-Versorgungspfad 31 beziehungsweise eine Kathoden-Versorgungsleitung mit dem Kathoden-Abgaspfad 32 beziehungsweise einer Kathoden-Abgasleitung verbindet, also einen Bypass für die Brennstoffzelle 10 darstellt. Das Wastegate 37 erlaubt es, einen Betriebsdruck des Kathoden-Betriebsmediums 5 kurzfristig in der Brennstoffzelle 10 zu reduzieren, ohne den Verdichter 33 herunterzufahren. Ein im Wastegate 37 angeordnetes Stellmittel 38 erlaubt eine Einstellung eines Volumenstroms des die Brennstoffzelle 10 umgehenden Kathoden-Betriebsmediums 5. The cathode supply 30 may also according to the illustrated embodiment, a wastegate 37 or a wastegate line 37 which or which the cathode supply path 31 or a cathode supply line with the cathode exhaust path 32 or a cathode exhaust pipe connects, so a bypass for the fuel cell 10 represents. The wastegate 37 allows an operating pressure of the cathode operating medium 5 short term in the fuel cell 10 reduce without the compressor 33 shut down. One in the wastegate 37 arranged adjusting means 38 allows adjustment of a volume flow of the fuel cell 10 immediate cathode operating medium 5 ,

Sämtliche Stellmittel 24, 26, 38, 310, 320, 400 (siehe auch unten) des Brennstoffzellensystems 1 können als regelbare, steuerbare oder nicht regelbare Ventile, Klappen, Drosseln etc. ausgebildet sein. Zur weiteren Isolierung (siehe die 4 bis 7) der Brennstoffzelle 10 von der Umgebung 2 kann wenigstens ein entsprechendes weiteres Stellmittel 310, 320 in einem Pfad 21, 22, 31, 32 beziehungsweise einer Leitung des Pfads 21, 22, 31, 32 angeordnet sein. All adjusting means 24 . 26 . 38 . 310 . 320 . 400 (see also below) of the fuel cell system 1 can be designed as controllable, controllable or non-controllable valves, flaps, throttles, etc. For further isolation (see the 4 to 7 ) of the fuel cell 10 from the surroundings 2 can at least one corresponding further actuating means 310 . 320 in a path 21 . 22 . 31 . 32 or a line of the path 21 . 22 . 31 . 32 be arranged.

Das bevorzugte Brennstoffzellensystem 1 weist ferner ein Befeuchtermodul 39 auf. Das Befeuchtermodul 39 ist einerseits derart im Kathoden-Versorgungspfad 31 angeordnet, dass es vom Kathoden-Betriebsmedium 5 durchströmbar ist. Andererseits ist das Befeuchtermodul 39 derart im Kathoden-Abgaspfad 32 angeordnet, dass es vom Kathoden-Abgas 6 durchströmbar ist. Das Befeuchtermodul 39 ist einerseits im Kathoden-Versorgungspfad 31 bevorzugt zwischen dem Verdichter 33 und einem Kathodeneingang und andererseits im Kathoden-Abgaspfad 32 zwischen der Turbine 36 und einem Kathodenausgang der Brennstoffzelle 10 angeordnet. Ein Befeuchter des Befeuchtermoduls 39 weist typischerweise eine Mehrzahl von wasserdampfpermeablen Membranen auf, die oft entweder flächig oder in Form von Hohlfasern ausgebildet sind. The preferred fuel cell system 1 also has a humidifier module 39 on. The humidifier module 39 On the one hand, this is the case in the cathode supply path 31 arranged it from the cathode operating medium 5 can be flowed through. On the other hand, the humidifier module 39 such in the cathode exhaust path 32 arranged it from the cathode exhaust 6 can be flowed through. The humidifier module 39 is on the one hand in the cathode supply path 31 preferably between the compressor 33 and a cathode input and, on the other hand, the cathode exhaust path 32 between the turbine 36 and a cathode output of the fuel cell 10 arranged. A humidifier of the humidifier module 39 typically has a plurality of water vapor permeable membranes, which are often formed either flat or in the form of hollow fibers.

Verschiedene weitere Einzelheiten des Brennstoffzellensystems 1 beziehungsweise der Brennstoffzelle 10 / des Brennstoffzellenstapels 10, der Anodenversorgung 20 und der Kathodenversorgung 30 sind in der vereinfachten 1 aus Gründen einer Übersichtlichkeit nicht dargestellt. So kann das Befeuchtermodul 39 sowohl seitens des Kathoden-Versorgungspfads 31 als auch seitens des Kathoden-Abgaspfads 32 mittels einer Bypassleitung umgangen werden. Es kann ferner eine Turbinen-Bypassleitung seitens des Kathoden-Abgaspfads 32 vorgesehen sein, welche die Turbine 36 umgeht. Various other details of the fuel cell system 1 or the fuel cell 10 / of the fuel cell stack 10 , the anode supply 20 and the cathode supply 30 are in the simplified 1 not shown for reasons of clarity. So the humidifier module 39 both from the cathode supply path 31 as well as from the cathode exhaust path 32 be bypassed by means of a bypass line. There may also be a turbine bypass line from the cathode exhaust path 32 be provided, which is the turbine 36 bypasses.

Ferner kann im Anoden-Abgaspfad 22 und/oder im Kathoden-Abgaspfad 32 ein Wasserabscheider 27 (in den 4 bis 7 ist dies für den Anoden-Abgaspfad 22 dargestellt) verbaut sein, mittels welchem ein aus der betreffenden Teilreaktion der Brennstoffzelle 10 entstehendes Produktwasser kondensierbar und/oder abscheidebar und in einen Wassersammler ableitbar ist. Des Weiteren kann die Anodenversorgung 20 alternativ oder zusätzlich ein zur Kathodenversorgung 30 analoges Befeuchtermodul aufweisen. Ferner kann der Anoden-Abgaspfad 22 in den Kathoden-Abgaspfad 32 (siehe die 4 bis 7) beziehungsweise vice versa münden, sodass das Anoden-Abgas 4 und das Kathoden-Abgas 6 über eine gemeinsame Abgasanlage abgeführt werden können. Further, in the anode exhaust path 22 and / or in the cathode exhaust path 32 a water separator 27 (in the 4 to 7 this is for the anode exhaust path 22 shown), by means of which a from the relevant partial reaction of the fuel cell 10 resulting product water condensable and / or separable and in a Water collector is derivable. Furthermore, the anode supply 20 alternatively or additionally to the cathode supply 30 have similar humidifier module. Furthermore, the anode exhaust path 22 in the cathode exhaust path 32 (see the 4 to 7 ) or vice versa, so that the anode exhaust 4 and the cathode off-gas 6 can be removed via a common exhaust system.

Beim Abschalten der Brennstoffzelle 10 wird die Kathode beziehungsweise werden die Kathodenräume mittels Stellmitteln 310, 320, insbesondere Absperrventilen 310, 320, im Kathoden-Versorgungspfad 31 und im Kathoden-Abgaspfad 32 von der Umgebung 2 isoliert. Beim und nach dem Isolieren besitzen die Anode beziehungsweise die Anodenräume einen höheren Fluiddruck als die Kathode beziehungsweise die Kathodenräume. Die Anodenversorgung 20 und die Kathodenversorgung 30 sind ferner mittels einer Abscheiderleitung 100 und/oder einer Spülleitung 200 fluidmechanisch verbindbar. Bevorzugt erstreckt sich die Abscheiderleitung 100 vom Wasserabscheider 27 der Anodenversorgung 20 zur Kathodenversorgung 30. Ferner erstreckt sich die Spülleitung 200 ebenfalls von der Anodenversorgung 20 zur Kathodenversorgung 30. When switching off the fuel cell 10 becomes the cathode or the cathode chambers by means of adjusting means 310 . 320 , in particular shut-off valves 310 . 320 in the cathode supply path 31 and in the cathode exhaust path 32 from the surroundings 2 isolated. During and after isolation, the anode or the anode chambers have a higher fluid pressure than the cathode or the cathode chambers. The anode supply 20 and the cathode supply 30 are also by means of a separator line 100 and / or a purge line 200 fluidmechanically connectable. Preferably, the separator line extends 100 from the water separator 27 the anode supply 20 to the cathode supply 30 , Furthermore, the purge line extends 200 also from the anode supply 20 to the cathode supply 30 ,

Die Abscheiderleitung 100 mündet bevorzugt im Anoden-Abgaspfad 22 (4 bis 7). Hierbei kann die Abscheiderleitung 100 in Bezug auf einen Fluidkreislauf in der Anodenversorgung 20 stromaufwärts (4 und 5) oder stromabwärts (6 und 7) der Spülleitung 200 in der Anodenversorgung 20 münden. Ferner kann die Abscheiderleitung 100 in einem fluidmechanisch absperrbaren Teil der Kathodenversorgung 30 im Kathoden-Abgaspfad 32, also stromaufwärts des (als offen gedachten) Absperrventils 320 (4), oder im Kathoden-Versorgungspfad 31, also stromabwärts des (als offen gedachten) Absperrventils 310 (5), münden. Darüber hinaus kann die Abscheiderleitung 100 stromabwärts des fluidmechanisch absperrbaren Teils der Kathodenversorgung 30, also stromabwärts des Absperrventils 320 (6 und 7), im Kathoden-Abgaspfad 32 münden. The separator line 100 flows preferentially in the anode exhaust path 22 ( 4 to 7 ). Here, the separator line 100 with respect to a fluid circuit in the anode supply 20 upstream ( 4 and 5 ) or downstream ( 6 and 7 ) of the purge line 200 in the anode supply 20 lead. Furthermore, the separator line 100 in a fluidmechanisch lockable part of the cathode supply 30 in the cathode exhaust path 32 , ie upstream of the (considered open) shut-off valve 320 ( 4 ), or in the cathode supply path 31 , that is downstream of the (designed as open) shut-off valve 310 ( 5 ). In addition, the separator line 100 downstream of the fluid-mechanically shut-off part of the cathode supply 30 , ie downstream of the shut-off valve 320 ( 6 and 7 ), in the cathode exhaust path 32 lead.

Die Spülleitung 200 mündet bevorzugt ebenfalls im Anoden-Abgaspfad 22 (4 bis 7). Hierbei kann die Spülleitung 200 in Bezug auf den Fluidkreislauf in die Anodenversorgung 20 stromabwärts (4 und 5) oder stromaufwärts (6 und 7) des Wasserabscheiders 27 beziehungsweise der Abscheiderleitung 100 in die Anodenversorgung 20 münden. Ferner kann die Spülleitung 200 im fluidmechanisch absperrbaren Teil der Kathodenversorgung 30 im Kathoden-Abgaspfad 32, also stromaufwärts des (als offen gedachten) Absperrventils 320 (6), oder im Kathoden-Versorgungspfad 31, also stromabwärts des (als offen gedachten) Absperrventils 310 (7), münden. Darüber hinaus kann die Spülleitung 200 stromabwärts des fluidmechanisch absperrbaren Teils der Kathodenversorgung 30, also stromabwärts des Absperrventils 320 (4 und 5), im Kathoden-Abgaspfad 32 münden. The flushing line 200 also preferably flows in the anode exhaust path 22 ( 4 to 7 ). Here, the purge line 200 with respect to the fluid circuit in the anode supply 20 downstream ( 4 and 5 ) or upstream ( 6 and 7 ) of the water separator 27 or the separator line 100 into the anode supply 20 lead. Furthermore, the purge line 200 in the fluid-mechanically shut-off part of the cathode supply 30 in the cathode exhaust path 32 , ie upstream of the (considered open) shut-off valve 320 ( 6 ), or in the cathode supply path 31 , that is downstream of the (designed as open) shut-off valve 310 ( 7 ). In addition, the purge line can 200 downstream of the fluid-mechanically shut-off part of the cathode supply 30 , ie downstream of the shut-off valve 320 ( 4 and 5 ), in the cathode exhaust path 32 lead.

Gemäß der Erfindung ist eine der Fluidleitungen 100, 200 zwischen der Anodenversorgung 20 und der Kathodenversorgung 30 als eine Überströmleitung 100, 200 ausgebildet. Je nachdem, welche der Fluidleitungen 100, 200 als Überströmleitung 100, 200 ausgebildet ist, kann die Überströmleitung 100, 200 als eine Abscheiderleitung 100, eine Spülleitung 200, eine Fluidleitung etc. ausgebildet sein. Hierbei ist an/in der Überströmleitung 100, 200 ein Überströmventil 400 vorgesehen. Ist das Überströmventil 400 beispielsweise an/in der Abscheiderleitung 100 vorgesehen, so kann das Überströmventil 400 als ein Abscheiderventil 400 ausgebildet sein. Ist das Überströmventil 400 hingegen an/in der Spülleitung 200 vorgesehen, so kann das Überströmventil 400 als ein Spülventil 400 beziehungsweise ein Purgeventil 400 ausgebildet sein. Und in der gegebenenfalls angewendeten Fluidleitung ist das Überströmventil 400 als ein Fluidventil ausgebildet. According to the invention, one of the fluid lines 100 . 200 between the anode supply 20 and the cathode supply 30 as an overflow line 100 . 200 educated. Depending on which of the fluid lines 100 . 200 as overflow line 100 . 200 is formed, the overflow can 100 . 200 as a separator line 100 , a flush pipe 200 , a fluid line, etc. may be formed. Here is on / in the overflow line 100 . 200 an overflow valve 400 intended. Is the overflow valve 400 for example, on / in the separator line 100 provided, so the spill valve 400 as a separator valve 400 be educated. Is the overflow valve 400 however, on / in the flushing line 200 provided, so the spill valve 400 as a purge valve 400 or a purge valve 400 be educated. And in the optionally applied fluid line is the overflow valve 400 designed as a fluid valve.

Gemäß der Erfindung ist das Überströmventil 400, mit welchem ein Druckausgleich zwischen der Anode und der Kathode sichergestellt wird, als ein NC-Ventil ausgebildetes NC-Überströmventil 400 ausgebildet. NC steht im Englischen für Normally Closed; das heißt, dass das Überströmventil 400 geschlossen ist, wenn es nicht bestromt beziehungsweise nicht angesteuert ist. Ferner ist das NC-Überströmventil 400 derart ausgebildet, dass bei ausgestellter Brennstoffzelle 10 ein kritischer Überdruck beziehungsweise eine kritische Druckdifferenz zwischen der Anode und der Kathode vermeidbar ist, da das NC-Überströmventil 400 vor Erreichen dieser Druckdifferenz öffnet und eine Fluidkommunikation zwischen der Anodenversorgung 20 und dem abgesperrten Teil der Kathodenversorgung 30 herstellt. Die Kathode ist dabei mittels der Absperrventile 310, 320 von der Umgebung 2 fluidmechanisch getrennt. According to the invention, the overflow valve 400 , with which a pressure equalization between the anode and the cathode is ensured, as an NC valve formed NC overflow valve 400 educated. NC stands for Normally Closed; that is, the overflow valve 400 is closed, if it is not energized or not driven. Furthermore, the NC overflow valve 400 designed such that when flared fuel cell 10 a critical overpressure or a critical pressure difference between the anode and the cathode can be avoided, since the NC overflow valve 400 before reaching this pressure difference opens and a fluid communication between the anode supply 20 and the shut off part of the cathode supply 30 manufactures. The cathode is by means of the shut-off valves 310 . 320 from the surroundings 2 fluid mechanically isolated.

Hierbei existiert keine weitere, direkte Fluidverbindung, zum Beispiel über ein NO-Ventil, für den Druckausgleich zwischen der Anode und der Kathode wie im Stand der Technik. Durch die Anwendung des NC-Überströmventils 400 zwischen der Anode und der Kathode ist es möglich, dass ein anodenseitiger Fluiddruck p1 (siehe 8) über einem kathodenseitigen Fluiddruck p2 (siehe 8) im abgeschalteten Fahrzeug liegt. Somit verbleibt im Vergleich mit dem Stand der Technik ein größeres Volumen an Wasserstoff 3 in der Anodenversorgung 20. Ein anodenseitiger Überdruck p1 – p2 im Brennstoffzellensystem 1 wird sich mit einer Zeit über die Membran 14 (eigentlich die Membranen 14) der Brennstoffzelle 10 abbauen und sich dabei gleichmäßig im Brennstoffzellenstapel 10 verteilen. Hierdurch wird die auf der Kathode vorliegende Luft nach dem Abschalten der Brennstoffzelle 10 gleichmäßig abgebaut. There is no further, direct fluid connection, for example via an NO valve, for the pressure equalization between the anode and the cathode as in the prior art. By using the NC overflow valve 400 between the anode and the cathode, it is possible that an anode-side fluid pressure p 1 (see 8th ) over a cathode-side fluid pressure p 2 (see 8th ) is in the vehicle is switched off. Thus, in comparison with the prior art, a larger volume of hydrogen remains 3 in the anode supply 20 , An anode-side overpressure p 1 - p 2 in the fuel cell system 1 will be over the membrane with a time 14 (actually the membranes 14 ) of the fuel cell 10 Degrade and evenly in the fuel cell stack 10 to distribute. As a result, the air present on the cathode after switching off the fuel cell 10 evenly mined.

Das NC-Überströmventil 400 zwischen der Anode und der durch die Absperrventile 310, 320 abgeschlossen Kathode kann unterschiedlich ausgebildet sein und verschiedene Positionen in der Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung 20, 30 besitzen, welche verschiedene Vorteile haben. Insbesondere ist das NC-Überströmventil 400 als Abscheiderventil 400 oder als Spülventil 400 beziehungsweise Purgeventil 400 ausgebildet. Hierbei kann das NC-Überströmventil 400 einen Anodeneintritt beziehungsweise einen Anodenaustritt mit einem Kathodeneintritt beziehungsweise einem Kathodenaustritt verbinden. The NC overflow valve 400 between the anode and through the shut-off valves 310 . 320 completed cathode may be formed differently and different positions in the anode-cathode power supply 20 . 30 own, which have different advantages. In particular, the NC overflow valve 400 as a separator valve 400 or as a flush valve 400 or purge valve 400 educated. Here, the NC overflow valve 400 connect an anode inlet or an anode outlet with a cathode inlet or a cathode outlet.

Gemäß der Erfindung ist das NC-Überströmventil 400 derart ausgebildet, dass das NC-Überströmventil 400 ab einer bestimmten Druckdifferenz am NC-Überströmventil 400 durch diese Druckdifferenz aufgedrückt wird. Diese Druckdifferenz sollte geringer als eine maximal dauerhaft zulässige Druckdifferenz zwischen der Anode und der Kathode sein. Das NC-Überströmventil 400 kann dabei derart ausgebildet sein, dass das Betriebsmedium 3, also insbesondere Wasserstoff 3, gegen einen Ventilsitz 422 des NC-Überströmventils 400 anströmt (siehe 8). Im NC-Überströmventil 400 wirkt dann eine Druckkraft aus dem Betriebsmedium 3 aufgrund der Druckdifferenz am NC-Überströmventil 400, gegen einen Energiespeicher 430 des NC-Überströmventils 400, welcher eine permanente Tendenz besitzt, das NC-Überströmventil 400 zuzudrücken. Wenn die Druckkraft, also eine Druckdifferenz am NC-Überströmventil 400, größer als die Kraft aus dem Energiespeicher 430 wird, so wird das NC-Überströmventil 400 aufgedrückt. According to the invention, the NC overflow valve 400 designed such that the NC overflow valve 400 from a certain pressure difference on the NC overflow valve 400 is pressed by this pressure difference. This pressure difference should be less than a maximum permanently permissible pressure difference between the anode and the cathode. The NC overflow valve 400 can be designed such that the operating medium 3 , ie in particular hydrogen 3 , against a valve seat 422 of the NC overflow valve 400 flows on (see 8th ). In the NC overflow valve 400 then a compressive force acts from the operating medium 3 due to the pressure difference at the NC overflow valve 400 , against an energy store 430 of the NC overflow valve 400 , which has a permanent tendency, the NC overflow valve 400 zuzudrücken. If the pressure force, ie a pressure difference at the NC overflow valve 400 , greater than the power from the energy store 430 becomes, so will the NC overflow valve 400 pressed.

Die 8 zeigt beispielhaft ein solches einsetzbares NC-Ventilkonzept für das erfindungsgemäße NC-Überströmventil 400. Im Schnitt der 8 ist ein Ventilkörper 420 und ein darin linear bewegbar aufgenommenes Ventilglied 410 zu sehen. Das Ventilglied 410 ist mittels eines im Ventilkörper 420 aufgenommenen Elektromagneten 440 je nach einer Ansteuerung des Elektromagneten 440 von seinem Ventilsitz 422 im Ventilkörper 420 wegbewegbar, wobei sich das Ventilglied 410 am Energiespeicher 430, insbesondere einer (Spiral-)Druckfeder 430, im Ventilkörper 420 abstützt. Andere NC-Ventilkonzepte sind natürlich anwendbar. The 8th shows an example of such a usable NC valve concept for the NC overflow valve according to the invention 400 , On average, the 8th is a valve body 420 and a linearly movably received therein valve member 410 to see. The valve member 410 is by means of one in the valve body 420 absorbed electromagnet 440 depending on a control of the electromagnet 440 from his valve seat 422 in the valve body 420 wegbewegbar, wherein the valve member 410 at the energy storage 430 , in particular a (spiral) compression spring 430 , in the valve body 420 supported. Other NC valve concepts are of course applicable.

Je nach einer Ansteuerung des Elektromagneten 440, einer (Druck-)Kraft des Energiespeichers 430 und der Druckverhältnisse in der Anodenversorgung 20 (p1) sowie der Kathodenversorgung 30 (p2) ist das NC-Überströmventil 400 geschlossen, öffnet das NC-Überströmventil 400, ist das NC-Überströmventil 400 offen, schließt das NC-Überströmventil 400 oder ist das NC-Überströmventil 400 geschlossen (Betrieb der Brennstoffzelle 10). Wird der Elektromagnet 440 nicht angesteuert, so hängt ein Zustand des NC-Überströmventils 400 lediglich von der Kraft des Energiespeichers 430 und der Druckverhältnisse in der Anodenversorgung 20 (p1) sowie der Kathodenversorgung 30 (p2) ab (ausgeschalteter Zustand der Brennstoffzelle 10, gegebenenfalls Betrieb der Brennstoffzelle 10). Depending on a control of the electromagnet 440 , a (pressure) force of the energy storage 430 and the pressure conditions in the anode supply 20 (p 1 ) and the cathode supply 30 (p 2 ) is the NC overflow valve 400 closed, opens the NC overflow valve 400 , is the NC overflow valve 400 open, closes the NC overflow valve 400 or is the NC overflow valve 400 closed (operation of the fuel cell 10 ). Will the electromagnet 440 not activated, so a state of the NC overflow valve depends 400 only by the power of the energy storage 430 and the pressure conditions in the anode supply 20 (p 1 ) and the cathode supply 30 (p 2 ) from (switched off state of the fuel cell 10 , if necessary, operation of the fuel cell 10 ).

So öffnet (p1 > p2) das NC-Überströmventil 400 ab einem bestimmten anodenseitigen, relativen Fluid(über)druck p1 gegenüber einem kathodenseitigen, relativen Fluid(unter)druck p2, also bei einer bestimmten Druckdifferenz p1 – p2 (Öffnungsdruckdifferenz, Öffnungsüberdruck). Mit dieser Druckdifferenz p1 – p2 ist bei einer gegebenen Geometrie des NC-Überströmventils 400 die Kraft des Energiespeichers 430 überwindbar, das NC-Überströmventil 400 öffnet. Diese Druckdifferenz p1 – p2 ist vorliegend kleiner als die kritische Druckdifferenz zwischen der Anode und der Kathode der Brennstoffzelle 10. Sinkt der anodenseitige, relative Fluid(über)druck p1, sodass die bestimmte Druckdifferenz p1 – p2 (Schließdruckdifferenz, Schließüberdruck) unterschritten wird, so schließt das NC-Überströmventil 400 wieder sicher. This opens (p 1 > p 2 ) the NC overflow valve 400 from a certain anode-side, relative fluid (over) pressure p 1 with respect to a cathode-side relative fluid (under) pressure p 2 , ie at a certain pressure difference p 1 - p 2 (opening pressure difference, opening pressure). With this pressure difference p 1 - p 2 is at a given geometry of the NC overflow valve 400 the power of the energy storage 430 surmountable, the NC overflow valve 400 opens. In the present case, this pressure difference p 1 -p 2 is smaller than the critical pressure difference between the anode and the cathode of the fuel cell 10 , If the anode-side, relative fluid (over) pressure drops p 1 , so that the specific pressure difference p 1 - p 2 (closing pressure difference, closing pressure) is exceeded, so closes the NC overflow valve 400 sure again.

Parallel zum NC-Überströmventil 400 ist bevorzugt in der jeweilig anderen Fluidleitung 100, 200 ein als Abscheiderventil 500, Spülventil 500 etc. ausgebildetes Ventil 500 vorgesehen, welches bevorzugt ebenfalls als ein NC-Ventil 500 ausgebildet ist. Hierbei ist eine Schließkraft des NC-Ventils 500 bevorzugt größer als eine Schließkraft des NC-Überströmventils 400 ausgelegt, was natürlich nur auf miteinander vergleichbare Ventile 400, 500 zutrifft. Gegebenenfalls, also bei nicht vergleichbaren Ventilen 400, 500, muss eine vergleichbare Basis für beide Ventile 400, 500 gefunden werden. Parallel to the NC overflow valve 400 is preferred in the respective other fluid line 100 . 200 as a separator valve 500 , Flush valve 500 etc. trained valve 500 is provided, which preferably also as an NC valve 500 is trained. Here is a closing force of the NC valve 500 preferably greater than a closing force of the NC relief valve 400 designed, of course, only on comparable valves 400 . 500 true. If necessary, that is for non-comparable valves 400 . 500 , needs a comparable base for both valves 400 . 500 being found.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Brennstoffzellensystem, bevorzugt für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor, insbesondere einem ElektrotraktionsmotorFuel cell system, preferably for a vehicle with an electric motor, in particular an electric traction motor
2 2
Umgebung Surroundings
3 3
Betriebsmedium, Reaktant, insbesondere Anoden-Betriebsmedium, eigentlicher Brennstoff, bevorzugt Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges GasgemischOperating medium, reactant, in particular anode operating medium, actual fuel, preferably hydrogen or hydrogen-containing gas mixture
4 4
Abgas inklusive flüssiges Wasser, insbesondere Anoden-Abgas Exhaust gas including liquid water, in particular anode exhaust gas
5 5
Betriebsmedium, Reaktant, insbesondere Kathoden-Betriebsmedium, bevorzugt Luft Operating medium, reactant, in particular cathode operating medium, preferably air
6 6
Abgas inklusive flüssiges Wasser, insbesondere Kathoden-Abgas, bevorzugt Abluft Exhaust gas including liquid water, in particular cathode exhaust gas, preferably exhaust air
7 7
Kühlmittel, insbesondere Wasser, Wasser-Alkohol-Gemisch, Wasser-Ethylenglykol-GemischCoolant, especially water, water-alcohol mixture, water-ethylene glycol mixture
10 10
Brennstoffzelle, Brennstoffzellenstapel Fuel cell, fuel cell stack
11 11
Einzelzelle mit Anode und Kathode, einzelne Brennstoffzelle Single cell with anode and cathode, single fuel cell
12 12
Anodenraum anode chamber
13 13
Kathodenraum cathode space
14 14
Membran, bevorzugt Polymerelektrolyt-Membran Membrane, preferably polymer electrolyte membrane
15 15
Bipolarplatte, Flussfeldplatte Bipolar plate, flow field plate
20 20
Anodenversorgung, Anodenkreislauf der Brennstoffzelle 10 beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 10 Anode supply, anode circuit of the fuel cell 10 or the fuel cell stack 10
21 21
Pfad, Versorgungspfad, Strömungspfad, Anoden-Versorgungspfad Path, supply path, flow path, anode supply path
22 22
Pfad, Abgaspfad, Strömungspfad, Anoden-Abgaspfad Path, exhaust path, flow path, anode exhaust path
23 23
Brennstoffspeicher, Brennstofftank mit Anoden-Betriebsmedium 3 Fuel storage, fuel tank with anode operating medium 3
24 24
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel etc.Adjusting means, controllable, (on) controllable, not adjustable, in particular valve, flap, throttle etc.
25 25
Brennstoff-Rezirkulationsleitung Fuel recirculation line
26 26
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel etc.Adjusting means, controllable, (on) controllable, not adjustable, in particular valve, flap, throttle etc.
27 27
Wasserabscheider water
28 28
Verdichter compressor
30 30
Kathodenversorgung, Kathodenkreislauf der Brennstoffzelle 10 beziehungsweise des Brennstoffzellenstapels 10 Cathode supply, cathode circuit of the fuel cell 10 or the fuel cell stack 10
31 31
Pfad, Versorgungspfad, Strömungspfad, Kathoden-Versorgungspfad Path, supply path, flow path, cathode supply path
32 32
Pfad, Abgaspfad, Strömungspfad, Kathoden-Abgaspfad Path, exhaust path, flow path, cathode exhaust path
33 33
Verdichter, Kompressor, Turbolader Compressor, compressor, turbocharger
34 34
Motor, insbesondere Elektromotor oder Antrieb (gegebenenfalls inklusive Getriebe) Motor, in particular electric motor or drive (if necessary including gear)
35 35
Elektronik, insbesondere Leistungselektronik für den Motor 34 Electronics, in particular power electronics for the motor 34
36 36
Turbine mit gegebenenfalls variabler Turbinengeometrie, Expander Turbine with possibly variable turbine geometry, expander
37 37
Wastegate, Wastegate-Leitung Wastegate, Wastegate pipe
38 38
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, Klappe, Drossel etc.Adjusting means, controllable, (on) controllable, not adjustable, in particular valve, flap, throttle etc.
39 39
Befeuchter, Befeuchtermodul Humidifier, humidifier module
100 100
Überströmleitung, Abscheiderleitung/Fluidleitung Overflow line, separator line / fluid line
200 200
Überströmleitung, Spülleitung/Fluidleitung Overflow line, purge line / fluid line
310 310
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Absperrventil Adjusting means, adjustable, (on) controllable, not adjustable, in particular shut-off valve
320 320
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Absperrventil Adjusting means, adjustable, (on) controllable, not adjustable, in particular shut-off valve
400 400
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Überströmventil, NC-Überströmventil bevorzugt als Fluidventil, Gasventil, Abscheiderventil, Spülventil(Purgeventil)ausgebildetAdjusting means, controllable, (on) controllable, not controllable, in particular overflow valve, NC overflow valve preferably designed as a fluid valve, gas valve, separator valve, purge valve (purge valve)
401 401
NO-Überströmventil (nur Stand der Technik) NO overflow valve (state of the art only)
410 410
Ventilglied valve member
420 420
Ventilkörper valve body
422 422
Ventilsitz valve seat
430 430
Energiespeicher, insbesondere (Spiral-)Druckfeder Energy storage, in particular (spiral) compression spring
440 440
Elektromagnet electromagnet
500 500
Stellmittel, regelbar, (an-)steuerbar, nicht regelbar, insbesondere Ventil, NC-Ventil Adjusting means, controllable, (controllable), not controllable, in particular valve, NC valve
p1 p 1
Fluiddruck, anodenseitiger Fluiddruck insbesondere am Ventilglied 410 Fluid pressure, anode-side fluid pressure, in particular on the valve member 410
p2 p 2
Fluiddruck, kathodenseitiger Fluiddruck insbesondere am Ventilglied 410 Fluid pressure, cathode-side fluid pressure, in particular on the valve member 410

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006035851 B4 [0010] DE 102006035851 B4 [0010]

Claims (10)

Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) für eine Brennstoffzelle (10) eines Brennstoffzellensystems (1) mit einer Anodenversorgung (20) und einer Kathodenversorgung (30), welche mittels einer dazwischen angeordneten Überströmleitung (100/200/...) und durch ein Überströmventil (400) hindurch miteinander in eine Fluidkommunikation bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (400) als ein NC-Überströmventil (400) ausgebildet ist, wobei in einem unbestromten Zustand des NC-Überströmventils (400) und bei einem ausgeglichenen Druckverhältnis am NC-Überströmventil (400) das NC-Überströmventil (400) geschlossen ist. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) for a fuel cell ( 10 ) of a fuel cell system ( 1 ) with an anode supply ( 20 ) and a cathode supply ( 30 ), which by means of an interposed overflow line ( 100 / 200 / ...) and by an overflow valve ( 400 ) can be brought together in a fluid communication, characterized in that the overflow valve ( 400 ) as an NC overflow valve ( 400 ) is formed, wherein in a de-energized state of the NC overflow valve ( 400 ) and with a balanced pressure ratio at the NC overflow valve ( 400 ) the NC overflow valve ( 400 ) closed is. Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das NC-Überströmventil (400) derart ausgebildet ist, dass das NC-Überströmventil (400) bei einer Druckdifferenz am NC-Überströmventil (400) öffnet, welche unterhalb einer für die Brennstoffzelle (10) kritischen Druckdifferenz (p1 – p2, p2 – p1) zwischen der Anodenversorgung (20) und der Kathodenversorgung (30) liegt. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to claim 1, characterized in that the NC overflow valve ( 400 ) is designed such that the NC overflow valve ( 400 ) at a pressure difference at the NC overflow valve ( 400 ), which below one for the fuel cell ( 10 ) critical pressure difference (p 1 -p 2 , p 2 -p 1 ) between the anode supply ( 20 ) and the cathode supply ( 30 ) lies. Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das NC-Überströmventil (400) derart ausgebildet ist, dass das NC-Überströmventil (400) bei einem anodenseitigen Fluiddruck (p1) öffnet, welcher über einem kathodenseitigen Fluiddruck (p2) liegt, wobei eine Druckdifferenz (p1 – p2) zwischen dem anodenseitigen Fluiddruck (p1) und dem kathodenseitigen Fluiddruck (p2) unterhalb der kritischen Druckdifferenz für die Brennstoffzelle (10) liegt. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the NC overflow valve ( 400 ) is designed such that the NC overflow valve ( 400 ) opens at an anode-side fluid pressure (p 1 ) which is above a cathode-side fluid pressure (p 2 ), wherein a pressure difference (p 1 - p 2 ) between the anode-side fluid pressure (p 1 ) and the cathode-side fluid pressure (p 2 ) below critical pressure difference for the fuel cell ( 10 ) lies. Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung (100/200/...) ferner als eine Abscheiderleitung (100), eine Spülleitung (200) oder eine anderweitige Leitung ausgebildet ist, wobei die Überströmleitung (100/200/...) in der Anodenversorgung (20) und in der Kathodenversorgung (30) mündet. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the overflow line ( 100 / 200 / ...) furthermore as a separator line ( 100 ), a purge line ( 200 ) or another line is formed, wherein the overflow line ( 100 / 200 / ...) in the anode supply ( 20 ) and in the cathode supply ( 30 ) opens. Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung (100/200/...) innerhalb eines von einer Umgebung (2) fluidmechanisch isolierbaren Bereichs der Kathodenversorgung (30) in die Kathodenversorgung (30) mündet, wobei die Überströmleitung (100/200/...) entweder in einem Versorgungspfad (31) der Kathodenversorgung (30) oder in einem Abgaspfad (32) der Kathodenversorgung (30) mündet. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the overflow line ( 100 / 200 / ...) within one of an environment ( 2 ) fluid-mechanically isolatable region of the cathode supply ( 30 ) into the cathode supply ( 30 ), wherein the overflow line ( 100 / 200 / ...) either in a supply path ( 31 ) of the cathode supply ( 30 ) or in an exhaust path ( 32 ) of the cathode supply ( 30 ) opens. Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenversorgung (20) und die Kathodenversorgung (30), ferner mittels einer dazwischen angeordneten Fluidleitung (200/100/...) und durch ein Ventil (500) hindurch miteinander in eine Fluidkommunikation bringbar sind, und das Ventil (500) als ein NC-Ventil (500) ausgebildet ist, wobei in einem unbestromten Zustand des NC-Ventils (500) und bei einem ausgeglichenen Druckverhältnis am NC-Ventil (500), das NC-Ventil (500) geschlossen ist, und eine Schließkraft des NC-Ventils (500) insbesondere größer als eine Schließkraft des NC-Überströmventils (500) ist. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the anode supply ( 20 ) and the cathode supply ( 30 ), further by means of an interposed fluid line ( 200 / 100 / ...) and through a valve ( 500 ) can be brought together in a fluid communication, and the valve ( 500 ) as an NC valve ( 500 ) is formed, wherein in a de-energized state of the NC valve ( 500 ) and with a balanced pressure ratio at the NC valve ( 500 ), the NC valve ( 500 ) is closed, and a closing force of the NC valve ( 500 ) in particular greater than a closing force of the NC overflow valve ( 500 ). Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das NC-Überströmventil (400) derart ausgebildet ist, dass bei einem kathodenseitig (p2) niedrigeren Fluiddruck (p2 < p1) ein Ventilglied (410) des NC-Überströmventils (400), abgesehen von einer anderweitig auf das Ventilglied (410) wirkenden Kraft, von seinem Ventilsitz (422) im NC-Überströmventil (400) wegsaugbar ist, und/oder bei einem anodenseitig (p1) niedrigeren Fluiddruck (p2 > p1) das Ventilglied (410), abgesehen von einer anderweitig auf das Ventilglied (410) wirkenden Kraft, auf seinen Ventilsitz (422) hinsaugbar ist. Anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the NC overflow valve ( 400 ) is designed such that at a cathode side (p 2 ) lower fluid pressure (p 2 <p 1 ), a valve member ( 410 ) of the NC relief valve ( 400 ), apart from another on the valve member ( 410 ) acting force, from its valve seat ( 422 ) in the NC overflow valve ( 400 ) is sucked away, and / or at an anode side (p 1 ) lower fluid pressure (p 2 > p 1 ), the valve member ( 410 ), apart from another on the valve member ( 410 ) acting force, on its valve seat ( 422 ) is sucked. Verfahren zum Zuführen eines Betriebsmediums (3), insbesondere von Wasserstoff (3), von einer Anode an eine Kathode einer Brennstoffzelle (10) eines Brennstoffzellensystems (1) zeitlich beim und/oder zeitlich nach einem Abschalten der Brennstoffzelle (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidkommunikation durch eine Überströmleitung (100/200/...) zwischen einer Anodenversorgung (20) und einer Kathodenversorgung (30) des Brennstoffzellensystems (1) hindurch im Wesentlichen vollständig verhindert wird, wobei die Fluidkommunikation zwischen der Anodenversorgung (20) und der Kathodenversorgung (30) im Wesentlichen ausschließlich durch eine Membran (14) der Brennstoffzelle (10) hindurch erfolgt. Method for supplying an operating medium ( 3 ), in particular of hydrogen ( 3 ), from an anode to a cathode of a fuel cell ( 10 ) of a fuel cell system ( 1 ) temporally at and / or after a shutdown of the fuel cell ( 10 ), characterized in that a fluid communication through an overflow ( 100 / 200 / ...) between an anode supply ( 20 ) and a cathode supply ( 30 ) of the fuel cell system ( 1 ) is substantially completely prevented, whereby the fluid communication between the anode supply ( 20 ) and the cathode supply ( 30 ) essentially exclusively by a membrane ( 14 ) of the fuel cell ( 10 ) through. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhindern der Fluidkommunikation durch ein in/an der Überströmleitung (100/200/...) befindliches NC-Überströmventil (400) erfolgt, wobei in einem unbestromten Zustand des NC-Überströmventils (400) und bei einer am NC-Überströmventil (400) anliegenden Schließdruckdifferenz, das NC-Überströmventil (400) selbstständig schließt, wobei die Schließdruckdifferenz etwas unterhalb einer kritischen Druckdifferenz für die Brennstoffzelle (10) liegt, und/oder die Überströmleitung (100/200/...) in einer Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) vorgesehen ist, welche gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. A method according to claim 8, characterized in that prevention of fluid communication by a in / at the overflow ( 100 / 200 / ...) NC overflow valve ( 400 ), wherein in a de-energized state of the NC overflow valve ( 400 ) and one at the NC overflow valve ( 400 ) applied closing pressure difference, the NC overflow valve ( 400 ) closes automatically, wherein the closing pressure difference is slightly below a critical pressure difference for the fuel cell ( 10 ), and / or the overflow line ( 100 / 200 / ...) in an anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) is provided, which is designed according to one of claims 1 to 7. Brennstoffzellensystem (1) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, oder Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (1) oder das Fahrzeug eine Anoden-Kathoden-Versorgungseinrichtung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist, und/oder durch das Brennstoffzellensystem (1) oder das Fahrzeug ein Verfahren zum Zuführen eines Betriebsmediums (3) gemäß Anspruch 8 oder 9 durchführbar ist. Fuel cell system ( 1 ) for a vehicle, in particular an electric vehicle, or Vehicle, in particular electric vehicle, characterized in that the fuel cell system ( 1 ) or the vehicle has an anode-cathode supply device ( 20 . 30 ) according to one of claims 1 to 7, and / or by the fuel cell system ( 1 ) or the vehicle, a method for supplying an operating medium ( 3 ) according to claim 8 or 9 is feasible.
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